第十五章运动过程中人体机能变化规律
第一节赛前状态与准备活动
一、赛前状态
赛前状态是指参加正式比赛或运动训练前，人体某些器官、系统产生的一系列条件反射性机能变化。
1.赛前状态的生理变化：主要表现在神经系统兴奋性提高，内脏器官功能增强，体温上升，物质代谢活动加强，赛前状态的反应程度与比赛性质、运动员的训练水平、机能状态以及心理素质等因素有关。比赛规模大、离比赛时间近、赛前反应越明显、情绪紧张、训练水平低，身体机能欠佳、比赛经验不足也会使赛前反应增强。运动强度越大，赛前机能反应越大，适宜的赛前反应时有利的。
2.赛前状态产生机制：可以用条件反射机理来理解，赛场信息、对手表现等信息不断用于运动员，并与比赛或运动时肌肉活动的生理变化相结合，久而久之，形成一种自然条件反射。
3.赛前状态类型：根据赛前状态的生理反应特征可分为（1）起赛热症：特点是中枢神经系统的兴奋性过高，表现为过度紧张，常有寝食不安，、、四肢无力、全身微微颤抖、喉咙发堵等不良生理反应，使工作能力和成绩下降，初次参加比赛的年轻选手、过度重视必比赛结果。（2）起赛冷淡：特点是赛前兴奋过低，引起超限抑制，表现为对比赛淡漠、全身无力、反应迟钝等，不能在比赛时充分发挥机体工作能力。原因，中枢神经系统过高的持续性兴奋引起超限抑制的结果。（3）准备状态型：特点是中枢神经系统兴奋性适度提高，植物性神经系统和内脏器官的惰性有所克服，机体机能得到预先动员，有利于缩短进入工作状态的时间，利于发挥机体工作能力和成绩提高，常见于优秀运动员。
4.赛前状态的调整：第一：不断提高运动员心理素质，正确对待比赛；第二：多组织运动员参加比赛、模拟比赛或观看比赛，增加比赛经验；第三：根据运动赛前状态进行适当形式和强度的运动的准备活动，如果兴奋性过低，可做些强度大的练习。第四：按摩对消除精神紧张或提高中枢兴奋具有一定作用。第五：随时了解运动员思想状况，加强思想教育和管理，科学安排赛前活动，严格遵守作息制度。
真题：不良赛前状态调整及原理
二、准备活动
准备活动是指在比赛、训练和体育课的基本部分之前进行的身体练习，其目的是预先动员人体生理机能，克服内脏器官的生理惰性，缩短进入工作状态的时间，为即将进行的正式比赛、训练和体育课做好机能上准备，或是为了强化已掌握的运动技能，以提高比赛成绩。
1.准备活动的分类：根据目的不同，分为一般性准备活动（是指与正式比赛或训练动作结构及生理特点不相似的活动）和专门性准备活动（是指与正式比赛或训练的动作结构、节奏及运动强度相似的各种身体练习）
2.准备活动的生理作用和产生机理
（1）生理作用：提高机体的调节能力，提高机体的有氧工作能力，提高体温和代谢水平，提高肌肉收缩能力。提高机体散热能力，调整赛前状态。
（2）准备活动的生理机理：通过预先进行的肌肉活动（准备活动）会在神经中枢相应部位留下兴奋性提高的痕迹，这一痕迹效应能使中枢神经系统在正式比赛时处于良好的兴奋状态，从而改善神经系统的调节能力，提高内脏器官机能，增强代谢能力，提高运动成绩。
3.准备活动的生理负荷：强度以45%VO2max强度、心率达-，时间在10-30min为宜，准备活动结束到正式练习开始一般不超过15min，一般性教学课中以2-3min为宜，以微微出汗和自我感觉已活动开为宜，准备活动后间隔45min，痕迹效应将完全消失，准备活动内容因项目、训练内容而异。根据项目特点、个人习惯、训练水平、季节气候等因素适当调整。
真题：简述准备活动的生理作用；
第二节进入工作状态
在进行运动的开始阶段，人体运动能力并不能立刻达到最高水平，而是有一个逐步提高过程，运动开始后人体机能逐步提高的过程称为进入工作状态，长期的运动训练可提高内脏器官与骨骼肌运动高度协调和配合能力，缩短进入工作状态的时间，从而使机体能够更快进入最佳运动状态，提高运动成绩。
一、进入工作状态产生的原因
人体机能水平的高低是决定技能水平的根本原因，而机能水平从运动前的正常状态上升至运动中的最高水平需要一个过程，它是由人体的物理惰性和生理惰性所决定的，物理惰性是指人体由静止到运动，或者由低速到高速运动时所必须克服的惰性，生理惰性是指人体生理机能逐步提高的特性，其中生理惰性是影响进入工作状态的主要原因。
1.反射时：人体所进行的各种运动都是在中枢神经系统的控制与整合下所实现的反射活动，而完成任何一种反射活动都需要一定的时间，动作越复杂、难度越大，刺激信号通过中枢时间就越长，神经系统各中枢机能协调所需要的时间越长，而进入工作状态的时间就越长。
2.内脏器官的生理惰性：人体运动时，内脏器官必须协调配合肌肉的收缩活动和机体代谢需要，才能有利于发挥机体运动能力，但是内脏器官受植物性神经的支配，而肌肉活动则受躯体运动性神经调节，内脏器官的生理惰性比运动器官大，这主要是由于：
（1）与躯体运动神经相比，支配内脏器官的植物性神经传导兴奋速度较慢。
（2）兴奋传导途径中突触练习较多，需时间较长。
（3）躯体运动器官的活动主要受神经调节，而内脏器官在产生持续性活动中，神经体液调节作用更为重要，即由神经系统内分泌的活动，后者释放激素随血液循环到达所支配器官改变其功能状态这一调节过程比单纯的神经调节作用慢的多。
因此，在体育运动开始阶段，内脏器官动员及其机能水平的提高远远地落后于运动器官。
二、影响进入工作状态的因素
进入工作状态所需时间长度取决于运动强度、运动性质、训练水平、赛前状态、准备活动、个人特点及当时机能状态等因素，在适宜运动负荷下运动强度越高，进入工作状态时间越短，动作越复杂，活动变换越频繁，进入工作状态越慢，训练水平越高。当时机能状态越好，进入工作状态越快，良好的赛前状态及充分的准备活动能有效缩短进入工作状态时间，场地条件好，气候温暖适宜能激发运动欲望，迅速调节身体机能，据研究，儿童少年进入工作状态的时间比成年人短。
三、生理极点与第二次呼吸
生理极点与第二次呼吸是人体进入工作状态过程中先后出现的两种截然不同的生理反应，极点是因内脏器官的机能水平不能满足运动器官需要，出现暂时性生理机能疲劳所致，第二次呼吸则是通过自身调整，使内脏器官与运动器官功能上达到高度协调与配合，标志着进入工作状态的结束。
1.生理极点及其产生原因：在持续时间较长剧烈运动中，由于运动开始阶段内脏器官不能满足运动器官的需要，运动者常常产生一些非常难受的生理反应，如呼吸困难、胸闷、头晕、肌肉酸软无力、动作迟缓、甚至产生停止运动的念头，这种现象称为极点。极点现象多出现于中长跑等运动强度较大，持续时间较长的运动项目。极点出现的早晚、生理反应程度强调以及消失快慢，与运动强度、运动项目、训练水平、赛前状态以及准备活动因素有关。
极点产生原因：极点是运动中人体暂时性的机能紊乱，其原因主要是内脏器官的活动跟不上肌肉活动需要，出现体内氧气供应不足，大量代谢产物在体内堆积、血浆PH值下降，内环境发生改变。这不仅影响神经肌肉兴奋性，还反射性引起呼吸和循环系统的活动紊乱，同时，机能失调的强烈刺激传入大脑皮质，使运动动力定型暂时遭到破坏，运动中枢抑制过程占优势，因此极点出现时，往往表现为动作迟缓、不协调、精神低落等。
2.第二次呼吸及其产生原因：极点出现后，运动者依靠意志力和调整运动节奏继续坚持运动，不久，一些不良的生理反应便会逐渐减轻或消失，此时呼吸变得均匀自如，心率趋于平稳，动作变得轻松有力，能以较好的机能状态继续运动下去，这种状态称为第二次呼吸。
第二次呼吸是运动中机体建立新平衡的一种表现，产生原因是由于运动中内脏器官惰性逐步得到克服，氧供应增加，乳酸得到逐步清除，同时极点出现时，运动强度暂时下降，使机体需氧量下降，乳酸产生减少，内环境得以改善，动力定型得到恢复。第二次呼吸还与肾上腺素等运动应激性激素分泌量的增加有密切关系。第二次呼吸的出现标志着进入工作状态的结束，机能水平进入一个相对稳定的状态。
3.影响极点和第二次呼吸的因素
极点来的迟早、反应强弱及第二次呼吸出现的快慢等，不仅与运动项目、强度和训练水平有关，还与准备活动、赛前状态及呼吸方式等因素有关。一般来说，中长跑运动员极点反应较明显，运动强度越大，训练水平越低，极点出现越早，反应越强烈，第二次呼吸出现也越迟，良好的赛前状态和充分准备活动可推迟极点出现和减弱其反应程度。减轻极点反应的主要措施，坚持继续运动，适当降低运动强度，调整呼吸节奏，尤其要注意加大呼吸深度，恰当克服极点反应的措施有助于促进第二次呼吸的出现。
第三节稳定状态
稳定状态是指进入工作结束后，人体各器官、系统机能在一段时间内保持在相对稳定状态，此时，人体生理功能与运动功率输出保持动态平衡，可分为真稳定状态和假稳定状态。
一、真稳定状态
人体在进行强度较小（亚极限运动强度以下运动）持续时间较长的运动时，进入工作状态阶段结束后，机体的摄氧量能够满足需氧量的要求，各项生理、生化指标保持相对稳定状态，这种稳定状态称为真稳定状态。
二、假稳定状态
人体在进行强度较大（极限强度）、持续时间较长运动时，进入工作状态结束后，摄氧量已经达到并稳定在最大摄氧量水平上，但仍不能满足机体对氧的需要，氧亏不断增多，无氧酵解功能比例明显增加，乳酸产生率大于清除率，乳酸堆积，血浆PH下降，这种状态称为假稳定状态。其特点是需氧量大于最大摄氧量。
三、第一拐点与第二拐点
人体在持续较长时间运动过程中，心血管呼吸系统的机能变化表现出两个明显的拐点，即标志进入工作状态的结束、稳定状态开始的第一拐点和标志稳定状态结束、人体整体工作效率明显下降、疲劳开始的第二拐点。
当运动达第一拐点时，人体各项机能均处于一种相对稳定的高原平台状态，该状态下，生理机能稳定工作时间长，说明运动潜力大，工作能力强，通常以此作为运动选材及功能评定的依据。第二拐点出现时，人体内能量代谢及血液化学成分均明显高于第一拐点，即子第二拐点前由有氧代谢功能为主过度到无氧功能占优势。第二拐点后，乳酸堆积明显增加，心肺功能指标也明显高于起始时刻，但并没有达到最大限度。第二拐点是人体机能工作水平再调整的关键之点。也把第二拐点定义为人体机能发生疲劳的瞬时起点，此临时界点之后，人体即处于疲劳状态下工作。应用第二拐点到运动终点的时程和积分作为评价运动员耐受疲劳能力的敏感指标。
四、最大摄氧量平台
最大摄氧量平台持续时间是指运动过程中长时间保持高水平最大摄氧量的能力，它反映了人体在不利代谢环境下其机能调节系统和氧运输系统维持高水平氧供应或最大摄氧量的能力以及机体利用氧的综合能力。
第五节恢复过程
（一）恢复过程有那几个阶段？
1.运动时恢复阶段：运动时能源物质消耗占优势，虽然恢复过程也在进行，但是消耗大于恢复，因此，能源物质逐渐减少，各器官、系统功能逐渐下降。
2.运动后恢复阶段：运动后消耗过程减弱，恢复过程占优势，能源物质及各器官、系统功能逐渐恢复到运动前水平。
3.超量恢复阶段：运动时消耗的能源物质及各器官、系统机能恢复超过原有水平，该现象称为超量恢复或超量代偿，超量恢复保持一段时间后又回到原有水平。
（二）超量恢复有什么特点？真题：
超量恢复的程度及出现的时间与运动量有密切关系，在一定的范围内，运动量越大，物质消耗的越多，超量恢复越明显，但出现时间延迟，反之，超量恢复不明显，但出现时间较早，如果运动量过大，超过了生理范围，恢复过程将会进一步延长。
不同能源物质出现超量恢复的快慢也不同（即运动后物质恢复的异时性原理）。如剧烈运动后CP在20-30秒内仅恢复一般，待3-5分钟时才能出现超量恢复，短时间、大强度运动后，肌糖原约在运动后15分钟出现超量恢复，而蛋白质出现超量恢复相对较晚。马拉松运动后，脂肪出现恢复的时间发生在第三天。此外，超量恢复与膳食也有密切关系，研究发现，高糖膳食可以使运动肌糖原数量明显超过运动前水平，而高脂蛋白膳食却不易产生糖原的超量恢复。
案例分析
在参加00米长跑比赛时，运动员会经历那些技能变化规律？是什么原因导致这种阶段性变化？该如何处理？
参考答案：依次会出现进入赛前状态、工作状态、稳定状态、疲劳和恢复过程五个阶段。
1.赛前状态：是指参加正式比赛或运动训练前，人体某些器官、系统产生的一系列条件反射性机能变化，赛前状态可发生在比赛前数天、数小时或数分钟，愈临近比赛表现愈明显，甚至在想象比赛时，也会出现赛前状态，赛前状态是运动场景刺激与肌肉活动多次结合后，在大脑皮质中建立暂时性联系的结果，即在日常比赛或训练的自然环境条件下形成条件反射。
赛前状态的适宜生理变化对提高人体运动能力具有积极的作用，如果其生理变化过程过弱或过强，将会有碍运动过程中身体正常生理机制的发挥，影响运动能力。采取调整心理和认知状态、按摩、准备活动等措施可调整运动员的不良赛前状态，增强其运动能力。
2.进入工作状态：在进行运动的开始阶段，人体的运动能力并不能立刻达到最高水平，而是有一个逐步提高的过程，运动开始后人体机能逐步提高过程称为进入工作状态，内脏器官的生理惰性是进入工作状态滞后的最主要原因。依次经历极点与第二次呼吸，如果出现极点要继续坚持运动，就要降低运动强度。
3.稳定状态：是指进入工作状态结束后，人体各器官、系统机能在一段时间内保持在相对稳定状态，此时，人体生理机能与运动输出功率保持相对稳定，机体克服惰性后，心血管和呼吸系统功能达到最佳状态，摄氧量逐渐满足运动中需氧量。
4.运动性疲劳：是一种正常生理现象，有运动负荷引起，主要表现为机体工作能力下降，运动性疲劳即是机体对运动负荷所做的一种必然性反应，同时又是进一步引起机体产生适应性变化的有效刺激。适度的疲劳可以刺激机能水平不断提高，而过度疲劳则可能会造成各种损伤以致损害健康。
5.恢复过程：是指人体在运动过程中和运动结束后，各种生理机能和运动中消耗的能源物质逐渐恢复到运动前水平的变化过程，运动过程中消耗的物质，只有在恢复期得到完全恢复，人体机能才能得以提高，反之，将会出现过度训练或过度疲劳，导致运动能力下降，甚至出现运动损伤，恢复过程分为三个阶段，即运动时恢复阶段，运动后恢复阶段及超量恢复阶段。
第十六章特殊环境与体育运动
第一节高原环境与体育运动
一、高原应激
高原自然环境对人体的影响是多方面的，包括太阳辐射量及宇宙射线辐射量高、温度低和昼夜温差大、空气湿度减小，但是对人体影响最大的是大气压降低所致的低氧环境。
1.肺通气量：从平原到达高原最重要的反应就是氧分压下降所致引起的的肺通气过度，当高度达到米时，安静时肺通气量开始以指数形式增加。其机理是高原缺氧刺激了劲动脉和主动脉的化学感受器，从而反射引起呼吸加深加快，肺通气量增大。另一方面，肺通气过大，会造成过度换气，排出二氧化碳过多，使肺泡额血液二氧化碳分压下降，血液和脑脊液中PH值增高偏向碱性，易发生代偿性呼吸性碱中毒对呼吸中枢产生抑制作用，从而反射性引起肺通气量减少，因此在高原缺氧时，可同时存在通气增加和减少的相互对抗的两种调节机制。一般情况下，缺氧引起的肺通气增加是主要现象，肺通气的增加提高了肺泡氧分压，有利于氧的供应。
2.心血管反应：到达高原初期，心率和心输出量增加，而每博输出量没有变化，心输出量增加主要是心率的加快所致，心率增快、心输出量增加可以补偿血液氧分压下降，维持氧供应。高原期间，动脉血压明显增加与去加肾上腺素水平增高有关。
3.最大摄氧量：氧分压随海拔高度增加而下降，高原低氧环境会给正常氧运输带来不利影响，海拔高度升到约米时，最大摄氧量下降使运动能力明显下降，高原环境对运动能力的影响，因海拔高度及项目不同有所差异。
4.高原反应症：初到高原时，机体因缺氧而产生一系列生理反应，会出现头痛和呼吸困难等所谓急性高山病。这主要是脑缺氧引起的，体液滞留在脑部和肺部，容易发生高山脑水肿或肺水肿而危及生命。低氧还会抑制视网膜感光细胞，影响视力。
二、高原服习
1.高原的低氧环境给呼吸循环机能带来不利影响，但在高原地区停留在一定时期，机体通过低氧环境产生各种适应性反应，提高对缺氧的耐受力，这种现象称为高原服习。
2.高原服习分短期服习和长期服习，一般将人体对高原环境的长期服习过程称为高原适应。高原的长期适应过程包括生理和代谢的适应。
三、高原训练的生理学适应真题：高原训练的生理变化
高原训练是一种在低压、低氧环境条件下的强化训练，这种训练对人体有两种负荷，一种是运动本身引起的缺氧，另一种是高原性缺氧。两种负荷相加造成比平原更深刻的缺氧刺激，以调动身体机能潜力。高原训练生理学适应主要表现在呼吸系统、血液系统、心血管系统、骨骼肌、免疫系统和内分泌系统。
1.呼吸系统：到达高原最初期的反应时呼吸频率加快，肺通气量加大，运动时肺通气量可较在平原做同样负荷时增加23%，经高原训练后，运动员的最大通气量有所提高，肺通气量、呼吸频率比初上高原时有所降低，肺活量显著增大。
2.血液系统：（1）血红蛋白和红细胞：HbheRBC增加，血液载氧能力提高；（2）促红细胞生成素：促使体内EPO增长，促进红细胞生成；（3）血液流变学指标：红细胞压积增高、全血粘度增高、红细胞电泳时间延长的典型特点；（4）红细胞变形能力增强，利于氧的释放；（5）血乳酸变化：随着机体对缺氧环境的适应，机体在高原服习过程中，运动后血乳酸和肌乳酸存在下降趋势。
3.心血管系统：在高原做定量负荷运动时，最初反应时心率和心输出量比平原增加，每博输出量没有变化。极限运动强度时，最大每博输出量和心输出量多下降，但数天或数周后，做同样的定量负荷运动时，心率和心输出量均有所下降。高原训练可提高心脏泵血功能，长期居住于高原环境的人肺循环的血压较高，有助于改善肺组织的血压灌流和扩大肺泡的有效气体交换面积。
4.骨骼肌，高原训练对骨骼肌有哪些影响？
（1）对在米高度训练的运动员进行测定，发现骨骼肌毛细血管密度增高，糖酵解酶活性降低，氧化酶活性升高。（2）高原适应和训练的综合因素能引起人体骨骼肌中肌红蛋白的浓度增加，这种增加与高原训练时强度以及缺氧程度有关。（3）高原训练后，肌肉缓冲能力有所改善。（4）长期经受高原应激，瘦体重明显下降，骨骼肌质量下降同时存在肌纤维变小现象，这是对高原环境的有力适应，它可缩短氧气从毛细血管扩散到线粒体的距离。
5.免疫系统：高度不同，影响不同。
6.内分泌系统：运动员尿内儿茶酚胺排出量增高，去加肾上腺激素增加，肾上腺素排出减少。
7.代谢能力：可提高机体有氧代谢能力。
四、高原训练要素
影响高原训练效果的因素有哪些？
1.适宜的海拔高度，最佳高度应为-米；2.适宜训练强度，根据运动员训练水平，比赛的强度及机体对高原环境的适应阶段来安排训练强度；3.训练的持续时间，适宜持续时间为3-8周；4.出现最佳训练效果的时间，目前普遍认为，耐力性项目为下高原后4-5天，中长跑为10-14天，短距离项目为20-26天；5.训练方法与手段，高原训练法主要有高住高练、高住低练、低住高练、间歇性低氧训练和模拟高原训练。
第二节热环境与运动
热应激时机体会出现哪些生理反应？真题：
（1）心血管反应，在热环境运动时，体热的增加使体表面血管扩张，皮肤血流量大大增加，心率显著增加，最大心输出量和最大摄氧量均下降。心输出量的减少主要是由于每博输出量大大降低。（2）排汗增加，从而加快体热散发。（3）尿量，运动中肾血流量和肾小球滤过率降低，以及大量出汗和呼吸道水分丢失使得尿量减少或无尿。（4）内分泌变化，抗利尿素分泌增多，促进肾小管对水和钠离子重吸收，有利于保持水和电解质平衡。（5）代谢变化，热环境运动依赖无氧代谢，导致乳酸堆积和糖原储备量减少。（6）耐力下降，不管是有训练经历或无训练经历，在高温环境中运动时都会使耐力下降。
热服习生理反应主要表现在那几个方便？
（1）排汗阈值下降、排汗率增加、排汗能力加强；（2）肾脏和汗腺对钠离子重吸收增加；（3）心功能改善，每博输出量增加。
在热环境训练时如何预防热病发生？
合理补液和预防过度脱水最为重要。（1）运动前后通过监测体重，大致了解失水量后进行补液，每减少1公斤体重表示脱水毫升，或在运动前20分钟喝-毫升冷水。（2）运动中少量多次补液，每隔15-30分钟补液10-毫升，每小时补液不大于毫升为宜。（3）遵循少量多次补液。
案例分析：某运动员在温度超过30度的运动场训练，出现体温升高，排汗停止及虚脱症状，其原因是？如何处理处理？
答：该运动员为中暑，这是肌肉运动时产生的热超过身体散发的热造成的运动员体内过热的运动性中暑，在大气温度较高，湿度较大环境中，长时间工作或强体力劳动，又无充分的防暑降温措施时，缺乏对高热环境的适应能力者，极易发生中暑。中暑损伤主要是由于体温过高对细胞的直接损伤作用，其机体主要症状是由体温过高致下丘脑体温调节机能障碍造成。出现医院治疗。在训练和比赛前教练应进行净体重监测。
来源
在读博士精心整理（声明：“篮球大视界”
